(57)【要約】【課題】シュータ内面への粉体の付着を防止して、粉体の定量供給の精度を高めることができる粉体投入用シュータ、粉体投入方法、ゴム混練機およびゴム混練方法を提供すること。【解決手段】粉体を供給するスクリューフィーダ３と、その粉体が供給される連続混練押出機１との間に設けられ、スクリューフィーダ３より投入される粉体が、内部を通過するように配される筒状の粉体投入用シュータ２において、スクリューフィーダ３に連通する内筒２ａと、内筒２ａとの間に間隙を設けて外挿された外筒２ｂとを備え、前記間隙に水Ｗを封入又は通流可能に構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を供給する粉体供給部と、その粉体が供給される粉体被供給部との間に設けられ、前記粉体供給部より投入される粉体が、内部を通過するように配される筒状の粉体投入用シュータにおいて、
前記粉体被供給部に連通する内筒と、その内筒との間に間隙を設けて外挿された外筒とを備え、前記間隙に導電性液体を封入又は通流可能に構成したことを特徴とする粉体投入用シュータ。
【請求項２】
前記外筒の下方に設けられた給液口と、前記外筒の上方に設けられた排液口と、前記給液口から前記間隙に導電性液体を給液しつつ、前記排液口からその導電性液体を排液するように構成した通流手段と、を備える請求項１記載の粉体投入用シュータ。
【請求項３】
前記外筒に振動を与える振動手段を備える請求項１又は２記載の粉体投入用シュータ。
【請求項４】
粉体薬品が供給される供給口と、供給された粉体薬品をゴムと混練するためのゴム混練機構とを備えるゴム混練機において、前記供給口に請求項１〜３いずれか１項に記載の粉体投入用シュータが連結されたことを特徴とするゴム混練機。
【請求項５】
粉体供給部より供給される粉体を、筒状部材の内部を通過させて、粉体被供給部に投入する粉体投入方法において、
前記筒状部材の外周に封入された導電性液体を配した状態で、又は前記筒状部材の外周に導電性液体を通流しながら、その筒状部材の内部に前記粉体を通過させることを特徴とする粉体投入方法。
【請求項６】
前記導電性液体の通流は、前記筒状部材の下方より導電性液体を給液しつつ、前記筒状部材の上方よりその導電性液体を排液して、前記筒状部材の外周に前記導電性液体をほぼ充満させた状態で行う請求項５記載の粉体投入方法。
【請求項７】
前記筒状部材の内部に前記粉体を通過させる際、前記封入された導電性液体又は前記通流する導電性液体を介して、前記筒状部材に振動を与える請求項５又は６記載の粉体投入方法。
【請求項８】
請求項５〜７いずれか１項に記載の粉体投入方法を用いて、ゴムに粉体薬品を投入する工程と、その粉体薬品をゴムと混練する工程とを備えるゴム混練方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体被供給部に粉体を投入するときに用いる粉体投入用シュータ、ゴム組成物に加硫剤等の粉体薬品を投入してゴム混練を行うためのゴム混練機、粉体被供給部に粉体を投入するための粉体投入方法、およびゴム組成物に加硫剤等の粉体薬品を投入してゴム混練を行うためのゴム混練方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴムの押出成形品の一般的な製造方法は次の通りである。まず、バンバリーミキサー等の混練機を用いて、原料ゴムに補強剤、充填剤、可塑剤等の添加剤（ただし、加硫剤および加硫促進剤を除く）を添加し、混練（ノンプロゴム混練）する。次に、ノンプロゴム混練で得られた非加硫性ゴム組成物に、加硫剤および加硫促進剤を添加し、混練（ファイナルゴム混練）する。そして、ファイナルゴム混練で得られた加硫性ゴム組成物を、押出機を用いて所望の断面形状に押出成形し、冷却後、所望の長さに切断して加硫を行う。
【０００３】
上記において、補強剤や加硫剤などの薬品は、通常、粉体（粉状又は粒状）の形態で添加される。かかる粉体は、振動フィーダなどの粉体定量供給装置により定量排出され、混練機（又は混練押出機）に設けられた供給口に投入される（例えば、下記特許文献１参照）。例えば、図３に示す従来のゴム連続混練設備では、連続混練押出機１の供給口１３に筒状のシュータ１１が連結されており、その先端に連設された漏斗状のホッパー１２の上部より投入される粉体の経路を構成している（例えば、下記特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、上記のようなシュータを用いて粉体を投入する際、粉体同士の摩擦又は粉体とシュータ内面との摩擦により静電気が発生し、粉体とシュータ内面とが互いに正負逆の電荷に帯電するという現象が生じていた。その結果、粉体がシュータ内面に付着し、粉体の滞留部を形成することがあった。これにより、粉体の定量搬送性が低下し、特に、微量の粉体を定量供給する場合に、供給精度が大きく損なわれるという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−７１９０３号公報
【特許文献２】特開平１０−１１３９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、シュータ内面への粉体の付着を防止して、粉体の定量供給の精度を高めることができる粉体投入用シュータおよび粉体投入方法を提供することであり、更に、ゴムに加硫剤等の粉体薬品を投入するときに、その定量供給の精度を高めることができるゴム混練機およびゴム混練方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る粉体投入用シュータは、粉体を供給する粉体供給部と、その粉体が供給される粉体被供給部との間に設けられ、前記粉体供給部より投入される粉体が、内部を通過するように配される筒状の粉体投入用シュータにおいて、前記粉体被供給部に連通する内筒と、その内筒との間に間隙を設けて外挿された外筒とを備え、前記間隙に導電性液体を封入又は通流可能に構成したことを特徴とする。
【０００７】
上記粉体投入用シュータは、粉体被供給部に連通する内筒を備えており、その内筒の内部に粉体供給部より投入される粉体を通過させることで、粉体被供給部への粉体の供給を行うことができる。そして、本発明に係る粉体投入用シュータは、その内筒と外筒の二重構造となっており、それらの間に設けられた間隙に導電性液体を封入又は通流可能に構成したものである。これにより、内筒の内面の帯電電荷を中和することができ、静電気による粉体の付着を防止して、粉体の定量供給の精度を高めることができる。
【０００８】
上記において、前記外筒の下方に設けられた給液口と、前記外筒の上方に設けられた排液口と、前記給液口から前記間隙に導電性液体を給液しつつ、前記排液口からその導電性液体を排液するように構成した通流手段と、を備えるものが好ましい。
【０００９】
上記構成によれば、外筒の下方から内筒と外筒との間隙に導電性液体を給液することにより、内筒の外周に導電性液体をほぼ充満させた状態で、導電性液体の通流を行うことができる。その結果、内筒の内面の帯電電荷をほぼ万遍なく中和することができ、粉体の付着を効果的に防止して、粉体の定量供給の精度をより高めることができる。
【００１０】
上記において、前記外筒に振動を与える振動手段を備えるものが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、振動手段が外筒に振動を与えることにより、導電性液体を介して内筒を振動させ、粉体と内筒の内面との接触を少なくして摩擦を軽減することができる。その結果、静電気の発生を抑制して、内筒の内面への粉体の付着を効果的に防止することができる。また、内筒の外周に導電性液体をほぼ充満させた状態で、外筒に振動を与えた場合には、その振動が導電性液体を介して内筒の外周全体に伝達し、振動による粉体付着防止効果を効率的に奏することができる。
【００１２】
また、本発明に係るゴム混練機は、粉体薬品が供給される供給口と、供給された粉体薬品をゴムと混練するためのゴム混練機構とを備えるゴム混練機において、前記供給口に上記いずれかの粉体投入用シュータが連結されたことを特徴とする。
【００１３】
ゴム混練機の供給口に上記粉体投入用シュータを連結することにより、そのゴム混練機に加硫剤等の粉体薬品を投入する際に、内筒の内面への粉体薬品の付着を防止して、その定量供給の精度を高めることができる。
【００１４】
また、本発明に係る粉体投入方法は、粉体供給部より供給される粉体を、筒状部材の内部を通過させて、粉体被供給部に投入する粉体投入方法において、前記筒状部材の外周に封入された導電性液体を配した状態で、又は前記筒状部材の外周に導電性液体を通流しながら、その筒状部材の内部に前記粉体を通過させることを特徴とする。
【００１５】
上記粉体投入方法によれば、筒状部材の外周に封入された導電性液体を配した状態で、又は筒状部材の外周に導電性液体を通流しながら、その筒状部材の内部に粉体を通過させることにより、内筒の内面の帯電電荷を中和することができる。その結果、静電気による粉体の付着を防止して、粉体の定量供給の精度を高めることができる。
【００１６】
上記において、前記導電性液体の通流は、前記筒状部材の下方より導電性液体を給液しつつ、前記筒状部材の上方よりその導電性液体を排液して、前記筒状部材の外周に前記導電性液体をほぼ充満させた状態で行うことが好ましい。
【００１７】
筒状部材の外周に導電性液体をほぼ充満させた状態で、導電性液体の通流を行うことにより、内筒の内面の帯電電荷をほぼ万遍なく中和することができ、粉体の付着を効果的に防止して、粉体の定量供給の精度をより高めることができる。
【００１８】
上記において、前記筒状部材の内部に前記粉体を通過させる際、前記封入された導電性液体又は前記通流する導電性液体を介して、前記筒状部材に振動を与えることが好ましい。
【００１９】
筒状部材の内部に粉体を通過させる際、その筒状部材の外周の封入された導電性液体又は通流する導電性液体を介して筒状部材に振動を与えることにより、その内部を通過する粉体と筒状部材の内面との接触を少なくして摩擦を軽減することができる。その結果、静電気の発生を抑制して、筒状部材の内面への粉体の付着を効果的に防止することができる。また、筒状部材の外周に導電性液体をほぼ充満させた状態で振動を与えた場合には、その振動が導電性液体を介して筒状部材の外周全体に伝達し、振動による粉体付着防止効果を効率的に奏することができる。
【００２０】
また、本発明に係るゴム混練方法は、上記いずれかの粉体投入方法を用いて、ゴムに粉体薬品を投入する工程と、その粉体薬品をゴムと混練する工程とを備えるものである。
【００２１】
上記の粉体投入方法を用いて、ゴムに粉体薬品を投入する工程を備えることにより、筒状部材の内面への粉体薬品の付着を防止して、粉体薬品の定量供給の精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、ゴム連続混練設備の構成を示す模式図である。図１に示すゴム連続混練設備は、連続混練押出機１（前記粉体被供給部、前記ゴム混練機に相当する。）と、スクリューフィーダ３（前記粉体供給部に相当する。）とを備え、連続混練押出機１には、単軸押出機４と、粉体投入用シュータ２（以下、単にシュータ２と称する場合がある。）とが連結されている。
【００２３】
連続混練押出機１は、バレル１ｂの内部でゴム組成物の混練および押し出しを行うスクリュー１ａ（前記ゴム混練機構に相当する。）と、スクリュー１ａを回転駆動する駆動装置１ｃとを備えている。スクリュー１ａの先端側には所定の断面形状を有するダイ８が設けられている。バレル１ｂには、駆動装置１ｃ側部分の供給口５と、略中央部分の供給口６とが設けられており、それぞれ単軸押出機４、シュータ２が連結されている。
【００２４】
単軸押出機４は、バレル４ｂの内部で混練および押し出しを行うスクリュー４ａと、スクリュー４ａを回転駆動する駆動装置４ｃと、ノンプロゴムＧが投入される漏斗状のホッパー４ｄとを備えている。ここで、ノンプロゴムＧは、原料ゴムに補強剤、充填剤、可塑剤等の添加剤（ただし、加硫剤および加硫促進剤を除く）を添加し、混練（ノンプロゴム混練）することにより得られる非加硫性ゴム組成物である。
【００２５】
シュータ２は、内筒２ａ（前記筒状部材に相当する。）と、内筒２ａとの間に間隙を設けて外挿された外筒２ｂとを備える。内筒２ａと外筒２ｂとの間に設けられた間隙は、両端の口部にて封止されている。内筒２ａの一方の開口は供給口６に連結され、連続混練押出機１のバレル１ｂ内に連通している。内筒２ａの他方の開口には、漏斗状のホッパー２ｄが連設されており、ホッパー２ｄの上方には、粉体定量供給装置であるスクリューフィーダ３が設けられている。
【００２６】
スクリューフィーダ３はホッパー３ｄを備え、ここから加硫剤や加硫促進剤などの加硫系薬品Ｋが粉体の形態で供給される。供給された加硫系薬品Ｋは、スクリューフィーダ３の先端側へ定量搬送され、吐出口３ｅから自由落下により投入される。なお、スクリューフィーダ３は、単独で設けられる構成に限らず、薬品の種類毎に複数設けてもよい。また、粉体を定量で供給できる装置であれば、スクリューフィーダに限られず、例えば振動フィーダを採用してもよい。
【００２７】
スクリューフィーダ３からホッパー２ｄに投入された粉体（加硫系薬品Ｋ）は、シュータ２の内筒２ａの内部を通過し、連続混練押出機１内に投入される。即ち、シュータ２は、スクリューフィーダ３から連続混練押出機１の供給口６までの、粉体の搬送経路を構成する。従って、シュータ２は、スクリューフィーダ３と連続混練押出機１との位置関係に応じて、適宜の長さ寸法で、鉛直に或いは傾斜して設けられる。内筒２ａは、粉体の付着を抑制する観点から、内面が円滑であることが好ましく、金属や樹脂などにより構成することができる。
【００２８】
シュータ２の外筒２ｂには、下方側面に設けられた給水口９（前記給液口に相当する。）と、上方側面に設けられた排水口１０（前記排液口に相当する。）とが形成されている。更に本実施形態では、内筒２ａと外筒２ｂとの間に設けられた間隙に、給水口９を介して水Ｗ（前記導電性液体に相当する。）を供給しつつ、排水口１０から排水する通流手段が設けられている。即ち、内筒２ａと外筒２ｂとの間には、水Ｗが通流するように構成されている。かかる水Ｗの通流は、給水源より水を流し出したままの掛流し式としてもよく、循環路とポンプを組み合わせて構成した循環式としてもよい。
【００２９】
外筒２ｂの外周には、バイブレータ７（前記振動手段に相当する。）が取り付けられている。バイブレータ７は振動モータを内蔵しており、定常的に又は所定のタイミングで振動して、外筒２ｂに振動を与える機能を有する。なお、バイブレータ７に代えて、外筒２ｂの外周にノッカー（前記振動手段に相当する。）を取り付けても構わない。ノッカーは、圧縮空圧や磁場の力により、外筒２ｂの外周を直接的又は間接的に打撃する打撃部を備え、外筒２ｂに振動を与える機能を有する。
【００３０】
なお、図１に示すゴム連続混練設備には、ノンプロゴムＧおよび加硫系薬品Ｋの供給量を制御するための制御装置（不図示）が設けられる。制御装置は、単軸押出機４のスクリュー回転数およびスクリューフィーダ３のスクリュー回転数を制御することで、混合比率が一定になるように各供給量の制御を行う。なお、スクリューフィーダ３を薬品の種類毎に設ける場合は、それぞれのスクリュー回転数に対する制御が行われる。
【００３１】
以下、図１に示したゴム連続混練設備を用いて、ゴム混練を行う方法について説明する。まず、単軸押出機４のホッパー４ｄに、前工程にて調整されたノンプロゴムＧを供給する。供給されたノンプロゴムＧは、混練されながら先端側に送り込まれ、供給口５を介して連続混練押出機１に定量供給される。また、スクリューフィーダ３のホッパー３ｄに、粉体の加硫系薬品Ｋを供給する。供給された加硫系薬品Ｋは、スクリューフィーダ３の先端側へ定量搬送され、吐出口３ｅから落下してホッパー２ｄに投入される。加硫系薬品Ｋは、シュータ２の内筒２ａの内部を通過し、供給口６を介して連続混練押出機１に供給される。
【００３２】
シュータ２の内筒２ａと外筒２ｂとの間に設けられた間隙には、通流手段により水Ｗが通流される。これにより、内筒２ａの内面の帯電電荷を中和することができ、静電気による粉体（加硫系薬品Ｋ）の付着を防止して、粉体の定量供給の精度を高めることができる。このとき、本実施形態のように外筒２ｂの下方から給水することにより、上方から給水する場合に比べて、間隙内に水Ｗを充満させ易くなり、内筒２ａの内面の帯電電荷をほぼ万遍無く中和することができる。
【００３３】
また、外筒２ｂの外周にバイブレータ７が取り付けられていることにより、定常的に又は所定のタイミングで外筒２ｂに振動が与えられる。外筒２ｂに与えられた振動は、間隙内に充満した水Ｗを媒体として内筒２ａの外周全体に伝達し、内筒２ａの振動を引き起こす。内筒２ａが振動することにより、粉体と内筒２ａの内面との接触を少なくして摩擦を軽減し、粉体の付着の原因となる静電気の発生を抑制することができる。内筒２ａは、振動効果が得られ易いように薄肉に形成されたものが好ましく、特に０．５ｍｍ以下の厚みで形成されたものが好ましい。なお、バイブレータ７の取り付けられる位置や個数は、特に限定されるものではない。
【００３４】
連続混練押出機１は、単軸押出機４から供給されたノンプロゴムＧを、スクリュー１ａにて混練しながら先端側に送り込む。送り込まれたノンプロゴムＧには、シュータ２を介して供給された加硫系薬品Ｋが添加される。連続混練押出機１は、ノンプロゴムＧと加硫系薬品Ｋとを混練（ファイナルゴム混練）してファイナルゴムを製造する。ダイ８に送り込まれたファイナルゴムは、所定の断面形状に押出成形され、冷却後、適度の長さに切断されて加硫工程が施される。
【００３５】
＜別実施形態＞
（１）前述の実施形態では、内筒２ａと外筒２ｂとの間に設けられた間隙に水Ｗを通流する例を示したが、本発明では水を通流する構成に代えて、間隙に水を封入する構成でも構わない。例えば、図２（ａ）に示すように、内筒２ａと外筒２ｂとの間に設けられ、両端の口部を封止された間隙内に水Ｗを充満させることにより、内筒２ａの内面の帯電電荷を中和することができる。
【００３６】
（２）前述の実施形態では、導電性液体として水を用いた例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、海水や酸液、アルカリ液などを用いても構わない。
【００３７】
（３）本発明では、図２（ｂ）に示すように、シュータ２の先端に連設されたホッパー２ｄの外周側にまで外筒２ｂを延長するとともに、それらの間に設けられた間隙に水Ｗなどの導電性液体を封入又は通流可能に構成したものでもよい。かかる構成によれば、ホッパー２ｄの内面に対する粉体の付着を防止して、粉体の定量供給の精度をより高めることができる。なお、本発明に係る粉体投入用シュータは、先端にホッパーが連設されたものに限られない。
【００３８】
（４）前述の実施形態では、シュータ２が外筒２ｂの下方に給水口９を備える例を示したが、これに限られるものではなく、例えば、図２（ｃ）に示すように外筒２ｂの上方に給水口９を設けて通流するものでも構わない。かかる場合、内筒２ａの外周全体に水などの導電性液体が万遍なく行き渡るように通流することが好ましい。
【００３９】
（５）本発明に係る粉体投入方法は、内筒２ａの外周に、封入された又は通流する水などの導電性液体を配したものであれば、前述の実施形態で示したような外筒２ｂを備えるシュータを用いるものに限られない。例えば、シュータが浸水するように水槽を配設したり、シュータに水をかけるためのシャワーを周囲に配置したりして、粉体の投入を行ってもよい。
【００４０】
（６）本発明に係るゴム混練機およびゴム混練方法で扱うゴム組成物や粉体薬品の種類、粉体の形状および寸法については、特定のものに限定されるものではない。また、前述の実施形態では、ゴム組成物と粉体薬品とを別個に供給する例を示したが、本発明では、ゴム組成物と粉体薬品とを同じシュータに投入するように構成してもよい。また、ゴム組成物の供給形態は、特定の形態に限定されるものではなく、例えばゴムペレットの形態であってもよい。また、供給口６およびシュータ２は、ゴム混練機に単独で設けられるものに限られず、例えば粉体薬品の種類毎に複数設けてもよい。
【００４１】
（７）前述の実施形態では、ノンプロゴムＧに加硫系薬品Ｋを添加して混練する、いわゆるファイナルゴム混練における例を示したが、本発明は、原料ゴムに補強剤や充填剤、可塑剤等の添加剤を添加して混練する、いわゆるノンプロゴム混練の際にも用いることができる。また、本発明は、連続混練の場合に限られず、所定量の粉体薬品を所定量のゴムに一度にまとめて混練するバッチ式混練の場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るゴム連続混練設備の構成を示す模式図
【図２】別形態に係るゴム連続混練設備の構成を示す模式図
【図３】従来のゴム連続混練設備の構成を示す模式図
【符号の説明】
【００４３】
１    連続混練押出機
２    粉体投入用シュータ
２ａ  内筒
２ｂ  外筒
２ｄ  ホッパー
３    スクリューフィーダ
４    単軸押出機
５    供給口
６    供給口
７    バイブレータ
８    ダイ
９    給水口
１０  排水口
Ｇ    ノンプロゴム
Ｋ    加硫系薬品
Ｗ    水
【図１】
2006181929.tif 000003
【図２】
2006181929.tif 000004
【図３】
2006181929.tif 000005